内容正文:
专题04遗传的基本规律
孟德尔定律
考点1
1.B
2.(1)人工去雄-套袋-人工授粉-套袋
(2) 全为易倒伏 两对 选取杂交组合2或3的F1自交,统计子代的表型及比例 若抗倒伏和易倒伏比例为1:1,两对基因位于同一对染色体上;若抗倒伏和易倒伏的比例为7:9,两对基因位于两对同源染色体上(或选取杂交组合2或3的F1 进行单倍体育种,统计子代的表型及比例。若子代全为抗倒伏,则两对基因位于同一对染色体上;若子代抗倒伏:易倒伏=3:1,则两对基因位于两对同源染色体上。)
(3) 免去人工去雄的操作 全为r5 1/6
3.(1) DNA和组蛋白 DNA序列/脱氧核苷酸序列
(2) 非同源(两对) 抗螟非糯性∶不抗螟非糯性=1∶1 AB、Ab、aB、ab
(3)
(4)选取的亲本是抗稻瘟病纯合子;抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上
4.(1) 外界条件(低温)抑制了纺锤体的形成 0
(2) 隐性 品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常或者F1育性正常自交后代出现了雄性不育 1/6
(3)杂交二中控制育性的两对位于非同源染色体上的基因,发生了自由组合
(4) AABbCC、AABBcc、AABbCc AABbCc 遗传图解:
5.(1) 增添/插入 等位
(2) 父本 1/2/50%
(3)1/3
(4) AaBB AaBb 1/6 0/零
6.(1) 显性 黑卵基因(A2) 性别
(2) 非同源染色体 黑卵家蚕:白卵家蚕=1:1
(3) 诱变育种 黑卵雄蚕:白卵雌蚕=1:1 非整倍体变异
(4) 表达 内含子 基因通过控制蛋白质的合成来体现性状,多对基因控制一对性状
7.(1) 自由组合 A
(2) Aabb aaBB
(3) 11/29 6:23
(4)遗传图解:
(5) 碱基对的缺失 碱基对的替换 基因型为Aabb的植株,A基因转录形成的mRNA中终止密码子提前出现,导致合成的蛋白质结构异常,b基因控制合成的调控蛋白结构异常,无法抑制A基因的表达
8.(1)B
(2) 1/2 4
(3)1/18
(4) 基因突变 碱基的插入可能导致转录出的mRNA终止密码子提前甚至不能编码相应的蛋白/突变基因发生甲基化修饰,抑制转录过程等
(5) 遗传咨询 羊膜腔穿刺或绒毛细胞检查
伴性遗传
考点2
1.D
2.B
3.D
4.C
5.C
6.C
7.(1) 共显性 常 等位基因分离和非等位基因自由组合
(2)AC
(3) 1/6
(4) 不在三体相应染色体上 5:1
8.(1) 启动子 碱基对替换 蛋白质的合成
(2) aaB1B1D1D1 1/16 0
(3) P1和P2 2/3 (连续)自交 花药(粉)离体培养、染色体加倍(秋水仙素处理)、1/8AAB2B2D2D2
9.(1) 网状翅 遵循 控制翅形和体色的基因分别位于常染色体和X染色体上
(2) AAXBXb 2:1 1/7
(3)A基因突变为a、A基因所在的片段缺失、A基因所在染色体缺失
(4) ② 雌性均为网状翅,雄性均为正常翅 遗传图解如下
10.(1) 常染色体隐性遗传 甲组亲本均为灰体,F1出现了黑体,且雌雄均为3:1
(2) BbXnXn 8 7/32
(3)丙组中母本XENXen在减数第一次分裂过程中发生了交叉互换,产生了四种配子XEN、Xen、XEn和XeN,且比例为4:4:1:1
(4) 乙 或
试卷第1页,共3页
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专题04 遗传的基本规律
2大考点概览
考点01 孟德尔定律
考点02 伴性遗传
孟德尔定律
考点1
1.(2025·浙江绍兴·一模)绵羊的臀部骨骼肌发达、产肉量高的性状表现为美臀。研究发现,美臀性状仅在杂合子Gg中,且G基因来源于父本时才会表现。美臀羊杂交,子代中美臀羊的比例理论上为( )
A.1/2 B.1/4 C.3/4 D.2/3
2.(2025·浙江·稽阳联谊一模)某两性花农作物(2n=24),自然状态下为严格的自花授粉。抗倒伏是该农作物获得高产的重要性状。研究人员利用相关方法获得了3个抗倒伏的突变体,记为突变体甲、乙、丙,每个突变体都为单基因突变。为研究抗倒伏与易倒伏这对相对性状的遗传规律,研究人员开展了以下实验:
(1)将该野生型农作物与突变体甲、乙、丙分别杂交,需对母本进行_____处理,结果发现F1全为易倒伏性状。
(2)将突变体之间相互杂交,结果如下表;杂交组合3中F1性状应为_____;据表中数据分析,易倒伏与抗倒伏这对相对性状由_____(填“一对”、“两对”或“三对”)等位基因控制;如要判断控制这对性状的基因的位置关系,利用现有材料设计相关杂交实验,写出简单的实验思路及相关结论:(相关基因用A/a、B/b、C/c表示)
杂交组合
亲本
F1
1
突变体甲×突变体乙
全为抗倒伏
2
突变体甲×突变体丙
全为易倒伏
3
突变体乙×突变体丙
?
实验思路:_______;
预测结果及结论:_______。
(3)该农作物具有明显的杂种优势,为简化杂交育种程序,研究人员利用诱变育种选育了雄性不育株N.雄性不育株在杂交育种中的优势为_____。研究发现,雄性是否可育这对性状由另一对等位基因(D、d)控制,为进一步定位该基因位置,科研人员选取一些位置和序列已知的DNA序列作为分子标记(记作SSR标记)进行分析:已知不同个体、不同染色体上的SSR标记都不相同。将该农作物中的12种染色体标记为1~12号,植株N和普通农作物中染色体上的分子标记分别记为r1~r12和R1~R12。将植株N与普通农作物杂交,F1全为雄性可育,若发现F2雄性不育植株的SSR标记_____,则说明控制雄性不育的基因位于5号染色体上,若让F2自由交配,则F3中雄性不育个体所占比例为_____。
3.(2025·浙江·江浙皖共同体一模)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的一个抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中,培育出一批转基因抗螟水稻。抗螟基因用A表示,对应无抗螟基因用a表示,非糯性和糯性用B和b表示。请回答:
(1)染色体主要由_________组成,若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上,方法之一是测定该染色体的_________。
(2)从这批转基因抗螟水稻中选出两株抗螟非糯性水稻,分别标记为甲和乙。甲和乙分别与不抗螟糯性水稻杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如下表:
组别
杂交亲本
F1自交,F2表型及比例
①
甲×不抗螟糯性
抗螟非糯性∶抗螟糯性∶不抗螟非糯性∶不抗螟糯性=9∶3∶15∶5
②
乙×不抗螟糯性
抗螟非糯性∶不抗螟非糯性∶不抗螟糯性=3∶3∶2
注:杂交过程中不发生基因突变和染色体畸变。
分析表中数据可知,组①控制这两对性状的基因位于_________染色体上,组①中的F1表型及比例为_________,组①中的F1产生配子的基因组成有_________。
(3)用测交的方法检验组②的F1中的抗螟非糯性植株的基因型,请用遗传图解表示_________。
(4)上表中组①的F2抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状),请简要分析可能的原因_________。
4.(2025·浙江·名校新高考一模)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物,是由白菜(2n=20)与甘蓝(2n=18)杂交后经过自然加倍筛选获得的异源四倍体;甘蓝型油菜具有两性花,人工去雄杂交耗时费力。我国学者自主研发的品系1和品系2油菜雄性不育系(不考虑突变)为杂交育种提供了便利,相关杂交实验结果如下:
请回答下列问题:
(1)甘蓝型油菜形成过程中染色体自然加倍的核心机制是___________。取甘蓝型油菜根尖分生区细胞制片观察,可观察到处于分裂前期的细胞中含有___________个四分体。
(2)品系1的雄性不育性状由___________(填“显性”或“隐性”)基因控制,依据是___________;杂交一的F2自由交配得到的后代中雄性不育个体占___________。
(3)杂交二F2表型与杂交一F2表型比例不同的原因___________。
(4)经研究发现育性性状由3对基因(A/a、B/b、C/c)决定,且控制品系1与品系2的不育基因不同。科研人员利用品系1培育出育性正常的保持系(AaBBCC),即品系1与保持系杂交,后代中既有雄性不育系又有保持系。据此推测可利用品系2培育出的保持系基因型有___________,其中与品系2杂交后代雄性不育系占比最大的基因型是___________,请写出该遗传图解___________。
5.(2025·浙江·精诚联盟一模)拟南芥()是研究遗传规律和基因的功能及定位的常用模式生物。科研人员用农杆菌(T-DNA中插入植物细胞中特异性表达的潮霉素抗性基因)感染拟南芥的方法,该片段插入某个基因片段常易导致原有基因的失活,现通过该方法将位于2号染色体上的高茎基因A变为矮茎基因a。有节律和无节律这一对相对性状分别由另一对基因B、b控制,暂不知该基因所在的染色体位置。已知花粉中A基因功能的缺失会造成其不育,基因型为bb的个体致死。回答下列问题:
(1)上述a基因的形成是碱基对的____而引起的隐性突变,该基因与原来的野生型基因互为一对____基因。
(2)以Aa植株为____(填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,中潮霉素抗性植株的占比为0;则进行反交产生的中潮霉素抗性植株的占比为____。
(3)若将另一个高茎A基因插入Aa植株的3号染色体中,仅考虑基因A和a,该植株自交产生的后代个体中不含基因a的个体占____。
(4)为了进一步确定B/b基因与A/a基因是否连锁,选用基因型为AaBB和AABb的植株作为亲本,对基因型为____的植株进行去雄后杂交,在植株中筛选出基因型为____的植株进行自交得到,不考虑新的基因突变和染色体畸变。
①若植株中纯合子占比为____,则两对基因不连锁。
②若植株中纯合子占比为____,则两对基因连锁,且无交叉互换。
③若植株中纯合子占比介于上述二个结果之间,则两对基因连锁,且有交叉互换。
用遗传图解的棋盘法表示出结果①从到的遗传过程(注:只需展示可育配子的受精结果)____。
6.(25-26高三上·浙江·金丽衢一模)家蚕性别决定方式为ZW型,卵色黑(A2)对白(a2)为显性。黑卵纯系与白卵纯系杂交,F2中黑卵:白卵≈3∶1。(说明:不考虑表观遗传、交叉互换和基因突变)回答下列问题:
(1)白卵基因突变成黑卵基因属于_____(显性/隐性)突变,将_____导入白卵纯系,通过观察表型可验证该判断。若要判断a2位于常染色体还是性染色体,还需在各代家蚕的蛹期或成虫期进行_____鉴定。
(2)后续实验确认a2位于常染色体上,另发现a2的非等位基因a3的纯合子也表现为白卵,故取基因型为A2A2a3a3和a2a2A3A3的白卵个体杂交。若F2中黑卵:白卵≈9∶7,则a2和a3位于_____;若结果为_____,则a2和a3位于同一染色体上的不同位置。
(3)确定a2和a3位于10号染色体上后,为了在卵期通过颜色筛选产丝量更高的品种,用射线反复处理(2)中的F1,选育出黑卵新品种,其相关基因在染色体上的座位如图1所示,该育种方式为_____。
新品种在减数分裂时,染色体按图2中的方式2分配,即Z染色体和正常的10号染色体位于赤道面的一侧,而复合的W-10染色体位于另一侧。与基因型为A2A2a3a3的个体杂交后,子代的表现型和比例为_____。与方式2相比,方式1和方式3的染色体分配方式会造成配子或个体致死,这种变异类型属于染色体数目变异中的_____。
(4)A2内部发生了数千碱基对的缺失,致使其_____的产物因结构不完整而无法转运色素;A3则是在编码区的一个_____中插入了一小段DNA,该变化虽未直接改变外显子序列,但干扰了基因的转录和mRNA的加工,最终使色素无法合成。A2和A3共同控制卵色,说明了基因与性状的关系为_____。
7.(2025·浙江·金华一模)某植物(2n)的雄性育性由两对等位基因A/a和B/b控制,其中A对a为完全显性,B基因的存在会抑制不育基因的表达。现有甲(雄性不育)、乙(雄性可育)两个品系,研究人员进行了如下实验:
实验一:甲与乙杂交,F1个体全部表现为雄性可育;
实验二:将实验一所得F1自交,单株收获种子,种植并统计F2表型。统计发现,约有一半的F1单株自交得到的F2全部表现为雄性可育;其余一半的F1单株自交得到的F2中表现为雄性可育:雄性不育=13:3。
注:雄性不育植株无法产生雄配子
回答下列问题:
(1)该植物雄性育性的遗传遵循______定律,A/a和B/b中控制雄性不育性状的基因是_______。
(2)亲代甲、乙的基因型分别为_______和______。
(3)在F2的可育植株中,纯合子所占的比例为______,F2植株产生的A与a雄配子的比例为______。
(4)现有雄性可育植株若干,以此为材料通过一次杂交实验选育出雄性不育的子代,为使得F1中雄性不育植株比例最高,请选择合适的材料为亲本并用遗传图解表示其杂交过程______。
(5)为探究该植物雄性不育的机制,对A/a和B/b基因转录的模板链进行序列分析,结果如图所示。据图分析,产生b基因和A基因的突变类型分别_______、_______;请推测该植物的雄性不育植株不能形成可育花粉的分子机理是_______。
8.(25-26高三上·浙江·浙南联盟一模)甲病、乙病是两种单基因遗传病,分别受A/a、D/d控制。研究人员通过调查得到了某家族的遗传系谱图和部分成员基因测序结果如图所示。其中Ⅰ1无乙病致病基因,家系中无突变发生,请据图分析并回答下列问题:
(1)据图分析,下列与甲病的遗传方式相同的是________。
A.红绿色盲 B.苯丙酮尿症
C.先天愚型 D.猫叫综合征
(2)只考虑甲病和乙病相关基因,Ⅱ2与Ⅰ2基因型相同的概率是________,体细胞中最多有________个致病基因。
(3)已知正常人群中,甲病携带者占1/3且含甲病基因的雄配子50%无受精能力。若Ⅲ1与人群中正常男性结婚,生育一个患甲病男孩的概率是________。
(4)研究发现乙病是编码F蛋白的基因中不稳定的核苷酸序列CGG重复过度扩增所致,该病出现的变异类型是________。CGG重复过度扩增导致基因编码蛋白质氨基酸数量减少或无法表达,原因可能是________。
(5)通过________和产前诊断可对遗传病进行预防和检测,上述两种遗传病可通过________技术进行产前诊断。
伴性遗传
考点2
1.(2025·浙江·北斗星联盟一模)图1表示甲遗传病(基因A、a)和乙遗传病(基因B、b)患者的家系系谱图,两对基因均不在Y上。已知家系中的个体均未发生突变,且的父母不携带乙病致病基因。为了解两种病的遗传特点,研究人员对两个家系部分个体两种病相关基因进行了电泳分析,但因图像缺损,仅保留了部分个体电泳结果如图2。下列叙述正确的是( )
A.甲病基因在常染色体上,乙病基因位置无法确定
B.和表型相同,基因型相同的概率为1
C.的致病基因来自的概率为
D.若与联姻,生下的女儿患病概率为
2.(2025·浙江·县域教研一模)某家系甲病和乙病的系谱图如图所示。已知两病独立遗传,各由一对等位基因控制,且基因不位于Y染色体。某地甲病在人群中的发病率约为1/1600,乙病在男性中的发病率约为1/3500,下列叙述错误的是( )
A.若不考虑变异,Ⅲ5的一个次级精母细胞中一定含有两个甲病的致病基因
B.用乙病致病基因设计DNA探针,对Ⅱ4个体进行核酸分子杂交可确定乙病的遗传方式
C.若乙病为伴X染色体显性遗传病,人群中女性杂合子的概率约为1/3500
D.若乙病为常染色体显性遗传病,Ⅲ3个体与表型正常的男子结婚,后代患两种病的概率为2/369
3.(25-26高三上·浙江·强基联盟一模)遗传病甲由一对等位基因控制,遗传病乙由另一对等位基因控制,两对等位基因独立遗传且不位于Y染色体上,已知遗传病乙为隐性遗传病,现有某家族系谱图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.乙病的致病基因可能位于常染色体或X染色体上
B.若只考虑甲病,III2的基因型与I2相同的概率为50%
C.III5为两种遗传病的致病基因携带者的概率为1/8
D.III3与正常男性婚配育有两病皆患的儿子,其女儿正常的概率为9/16
4.(25-26高三上·浙江·金丽衢一模)一对健康夫妇育有一个患单基因遗传病的儿子,现母亲再次怀孕,需对胎儿进行基因诊断。P为正常基因,p为致病基因,均不在Y染色体上,其两侧的M酶切位点及DNA探针结合位置如图1所示。检测人员提取了该家庭成员的DNA,利用M酶进行酶切,经电泳分离后,使用探针进行Southern印迹杂交并进行显影,结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.该病可能是X染色体上的隐性遗传病
B.该夫妇再生育一个正常的孩子,条带为23kb/23kb的概率是2/3
C.胎儿的表现型正常,与母亲基因型相同的概率为1/2
D.改用结合位置位于基因内部的DNA探针,则胎儿条带的数量和位置不变
5.(25-26高三上·浙江丽水·一模)先天性聋哑受A/a、B/b等多对基因控制,其中任意一对基因突变均可导致该病发生。下图1为某先天性聋哑患者家系图,下图2为该家系部分成员相关基因的检测结果。已知相关基因都不在X、Y同源区段且不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病
B.A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上
C.若相应基因都位于常染色体上,则Ⅱ-2的基因型为aaBB
D.Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病,Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8
6.(2025·浙江·金华一模)甲病由常染色体上的复等位基因A1、A2、a控制,其显隐性大小关系为A1>A2>a,乙病由基因B、b控制。图1是甲病与乙病的遗传系谱图,图2是部分成员关于甲病相关基因的电泳图,I-2不含乙病致病基因。下列叙述错误的是( )
A.若Ⅱ-4的电泳结果仅有一种条带,则Ⅱ-4一定患甲病
B.只考虑乙病,Ⅲ-1的致病基因来自于I-1,I-3或I-4
C.Ⅲ-1同时患两种遗传病的概率为5/16
D.Ⅱ-1与I-1基因型相同的概率为1/4
7.(2025·浙江·北斗星联盟一模)某XY性别决定哺乳动物,其毛色性状由多对等位基因控制,斑纹颜色由等位基因A/a基因控制,只含A基因表现为黑斑,只含a基因表现为白斑,同时含有A和a基因的个体表现为黑白斑;B基因控制色素的合成关键酶,无B基因表现为白化个体。用一只白化的雄性与多只纯合的黑斑雌性杂交获得F₁,F₁随机交配得到F₂,F₂表型如表所示。基因均不位于Y染色体上。
表型
黑斑雌性
黑白斑雌性
白化雌性
黑斑雄性
白斑雄性
白化雄性
F₂
60
59
39
58
61
42
回答下列问题:
(1)黑白斑个体同时含有A基因和a基因,其显性现象的表现形式为_____,控制色素合成关键酶的基因位于_____染色体上。F₂雌性中,出现了黑斑、黑白斑和白化不同表型的个体,这是 _____ 的结果。
(2)下列关于F₁雌性个体减数分裂过程中细胞上述基因组成的叙述,正确的有_____
A.初级卵母细胞中至少存在四个隐性基因
B.极体中一定存在一个或两个白化基因
C.F₁雌性个体的卵细胞有四种可能的基因型
D.次级卵母细胞中斑纹颜色基因与X染色体数目相同
(3)若将F₂黑白斑个体与亲本进行回交,则子代中黑白斑雌性个体所占的比例为 _____ 。写出F₁雌雄个体相互交配获得白化子代的遗传图解_____(只需写出形成F₂白化个体相关的部分)。
(4)若F₁中出现了一个非白化的三体雄性,为了确定B和b基因与三体染色体的关系,进行相关研究。让该三体雄性进行测交,并预测结果和结论
①若子代表型中非白化:白化的比例为1:1,则B/b基因 _____ ;
②若子代表型中非白化:白化的比例为_____ ,则B/b基因位于三体相应的染色体上。
8.(25-26高三上·浙江台州·一模)小麦的三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别控制合成不同类型的麦谷蛋白,从而影响面筋强度。基因A、B1、B2、D1、D2的表达产物分别为甲、乙、丙、丁、戊,A/a基因与其余两对基因不在同一对同源染色体上,各基因之间表达相互不干扰。只含乙、丁蛋白的小麦面筋强度弱(弱筋小麦),只含甲、丙、戊蛋白的小麦面筋强度强(强筋小麦)。科研人员以3个纯合品种P1(AAB2B2D1D1)、P2(aaB1B1D2D2)、P3(aaB2B2D1D1)为亲本,进行育种实验。回答下列问题:
(1)经检测,A基因中插入一段碱基序列,突变形成a基因,导致a基因由于______破坏而不能转录。乙和丙只有第3号位氨基酸不同,推测B1基因发生______而突变为B2基因。三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制_______来控制生物体的性状。
(2)弱筋小麦的基因型是______。科研人员选择P2和P3作为亲本进行杂交育种,并依据弱筋小麦占F2的比例来确定B1/B2和D1/D2基因在染色体上的位置关系:①若弱筋小麦占F2的比例为_______,则两对基因位于两对同源染色体上;②若弱筋小麦占F2的比例为______,则两对基因位于一对同源染色体上且不发生交换。
(3)已确定B1/B2和D1/D2基因位于两对同源染色体上。为培育强筋小麦,科研人员选择______作为亲本进行杂交育种得到F1,F1自交得到F2。F2强筋小麦中不能稳定遗传的占比为______,可采用______(最简便的方法)使其纯合化。若采用单倍体育种技术可缩短育种年限,请以所选亲本杂交得到的F1为材料,补充完成以下育种流程图______。
9.(25-26高三上·浙江·强基联盟一模)果蝇的翅形有正常翅和网状翅,体色有灰体和黄体,分别由等位基因A/a和B/b控制(A/a和B/b均不位于Y染色体上)。研究者进行了如下杂交实验,回答下列问题:
(1)果蝇的翅形中的隐性性状为_______;翅形和体色两对相对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,判断依据是________。
(2)实验①亲本的正常翅灰体的基因型是______;在实验①的F1正常翅灰体果蝇中♀:♂=_____,F1个体间随机交配,F2正常翅灰体雌果蝇中纯合子占________。
(3)实验②的F1中偶见一只网状翅果蝇,此果蝇形成的原因可能是_______(写出2种)。
(4)若去掉“A、a和B、b均不位于Y染色体上”这个条件,根据上述实验结果就无法推断控制翅形的基因是否位于X、Y染色体的同源区上,但可通过上述实验中的F1果蝇与其亲本回交来确定,那么,应选择实验_____(填“①”或“②”)的果蝇作为回交材料,若位于X、Y同源区段,则后代_____,请用遗传图解表示该过程(只考虑翅型基因)。
10.(25-26高三上·浙江温州·一模)某昆虫的灰体和黑体、红眼和白眼、焦刚毛和直刚毛分别由等位基因B/b、E/e和N/n控制,相关基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,进行了一系列杂交实验,其结果如下表所示。
“注:表中F1为1对亲本的杂交后代”
杂交组合
P
F1
♀
♂
♀
♂
甲
灰体红眼
灰体红眼
3灰体红眼:1黑体红眼
3灰体红眼:1黑体红眼:3灰体白眼:1黑体白眼
乙
灰体焦刚毛
黑体直刚毛
1灰体直刚毛:1黑体直刚毛
1灰体焦刚毛:1黑体焦刚毛
丙
红眼直刚毛
白眼焦刚毛
4红眼直刚毛:4白眼焦刚毛:1红眼焦刚毛:1白眼直刚毛
4红眼直刚毛:4白眼焦刚毛:1红眼焦刚毛:1白眼直刚毛
回答下列问题:
(1)据表分析,黑体性状的遗传方式是______,判断的依据是______。
(2)乙组中的母本基因型为______,若F1雌雄个体随机交配,则产生的F2有______种表型,其中灰体直刚毛的比例为______。
(3)解释出现丙组F1的表型及比例的原因是______。
(4)为验证自由组合定律,应从杂交组合______的F1中选择合适个体进行一次杂交实验;用遗传图解加以说明:______。
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专题04 遗传的基本规律
2大考点概览
考点01 孟德尔定律
考点02 伴性遗传
孟德尔定律
考点1
1.(2025·浙江绍兴·一模)绵羊的臀部骨骼肌发达、产肉量高的性状表现为美臀。研究发现,美臀性状仅在杂合子Gg中,且G基因来源于父本时才会表现。美臀羊杂交,子代中美臀羊的比例理论上为( )
A.1/2 B.1/4 C.3/4 D.2/3
【答案】B
【分析】 该现象表现为同一基因因亲代性别不同导致子代表达差异,称为遗传印记。
【详解】美臀性状仅在杂合子(Gg)中表现,且G等位基因必须来源于父本。两个美臀羊(均为Gg基因型,且G为父源)杂交时,后代中美臀羊的比例为1/4。ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2025·浙江·稽阳联谊一模)某两性花农作物(2n=24),自然状态下为严格的自花授粉。抗倒伏是该农作物获得高产的重要性状。研究人员利用相关方法获得了3个抗倒伏的突变体,记为突变体甲、乙、丙,每个突变体都为单基因突变。为研究抗倒伏与易倒伏这对相对性状的遗传规律,研究人员开展了以下实验:
(1)将该野生型农作物与突变体甲、乙、丙分别杂交,需对母本进行_____处理,结果发现F1全为易倒伏性状。
(2)将突变体之间相互杂交,结果如下表;杂交组合3中F1性状应为_____;据表中数据分析,易倒伏与抗倒伏这对相对性状由_____(填“一对”、“两对”或“三对”)等位基因控制;如要判断控制这对性状的基因的位置关系,利用现有材料设计相关杂交实验,写出简单的实验思路及相关结论:(相关基因用A/a、B/b、C/c表示)
杂交组合
亲本
F1
1
突变体甲×突变体乙
全为抗倒伏
2
突变体甲×突变体丙
全为易倒伏
3
突变体乙×突变体丙
?
实验思路:_______;
预测结果及结论:_______。
(3)该农作物具有明显的杂种优势,为简化杂交育种程序,研究人员利用诱变育种选育了雄性不育株N.雄性不育株在杂交育种中的优势为_____。研究发现,雄性是否可育这对性状由另一对等位基因(D、d)控制,为进一步定位该基因位置,科研人员选取一些位置和序列已知的DNA序列作为分子标记(记作SSR标记)进行分析:已知不同个体、不同染色体上的SSR标记都不相同。将该农作物中的12种染色体标记为1~12号,植株N和普通农作物中染色体上的分子标记分别记为r1~r12和R1~R12。将植株N与普通农作物杂交,F1全为雄性可育,若发现F2雄性不育植株的SSR标记_____,则说明控制雄性不育的基因位于5号染色体上,若让F2自由交配,则F3中雄性不育个体所占比例为_____。
【答案】(1)人工去雄-套袋-人工授粉-套袋
(2) 全为易倒伏 两对 选取杂交组合2或3的F1自交,统计子代的表型及比例 若抗倒伏和易倒伏比例为1:1,两对基因位于同一对染色体上;若抗倒伏和易倒伏的比例为7:9,两对基因位于两对同源染色体上(或选取杂交组合2或3的F1 进行单倍体育种,统计子代的表型及比例。若子代全为抗倒伏,则两对基因位于同一对染色体上;若子代抗倒伏:易倒伏=3:1,则两对基因位于两对同源染色体上。)
(3) 免去人工去雄的操作 全为r5 1/6
【分析】基因突变特征:基因突变在自然界是普遍存在的;变异是随机发生的、不定向的;基因突变的频率是很低的;多数是有害的,但不是绝对的,有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境。自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)该农作物自然状态下为严格的自花授粉,所以杂交实验需对母本进行人工去雄-套袋-人工授粉-套袋处理;
(2)由野生型农作物与突变体甲、乙、丙分别杂交,结果F1全为易倒伏性状,可知突变体甲、乙、丙全为单基因隐性突变,即易倒伏为显性性状,抗倒伏为隐性性状。由杂交组合1可知突变体甲和突变体乙为同一对等位基因(用A/a表示)突变;由杂交组合2可知突变体甲和突变体丙不是同一对等位基因突变,突变体丙是另一对等位基因(用B/b表示)突变,那么突变体甲和突变体乙基因型为aaBB,突变体丙基因型为AAbb;由此可以得出杂交组合3的F1性状应是全为易倒伏(AaBb)。如要判断控制这对性状的基因的位置关系,方案一、选取杂交组合2或3的F1自交,统计子代的表型及比例,预测结果及结论:若F2中抗倒伏和易倒伏比例为1:1,两对基因位于同一对染色体上;若抗倒伏和易倒伏的比例为7:9,两对基因位于两对同源染色体上。(或方案二、选取杂交组合2或3的F1 进行单倍体育种,统计子代的表型及比例。预测结果及结论:若子代全为抗倒伏,则两对基因位于同一对染色体上;若子代抗倒伏:易倒伏=3:1,则两对基因位于两对同源染色体上。)
(3)雄性不育株在遗传中充当母本,所以在杂交实验中无需再对母本进行人工去雄的操作;如果雄性不育基因位于5号染色体上,则F2雄性不育植株的SSR标记应跟植株N的5号染色体上的标记完全一致且只有一种即全为r5;若让F2自由交配,dd为雄性不育,只充当母本,所以母本基因型有三种(DD,Dd,dd)且比例为DD:Dd:dd=1:2:1,父本基因型只有两种(DD,Dd)且比例为DD:Dd=1:2,所以F2所产雄配子有D:d=2:1,雌配子有D:d=1:1,所以F2自由交配后得到F3中雄性不育个体(dd)的概率=1/3×1/2=1/6。
3.(2025·浙江·江浙皖共同体一模)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的一个抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中,培育出一批转基因抗螟水稻。抗螟基因用A表示,对应无抗螟基因用a表示,非糯性和糯性用B和b表示。请回答:
(1)染色体主要由_________组成,若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上,方法之一是测定该染色体的_________。
(2)从这批转基因抗螟水稻中选出两株抗螟非糯性水稻,分别标记为甲和乙。甲和乙分别与不抗螟糯性水稻杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如下表:
组别
杂交亲本
F1自交,F2表型及比例
①
甲×不抗螟糯性
抗螟非糯性∶抗螟糯性∶不抗螟非糯性∶不抗螟糯性=9∶3∶15∶5
②
乙×不抗螟糯性
抗螟非糯性∶不抗螟非糯性∶不抗螟糯性=3∶3∶2
注:杂交过程中不发生基因突变和染色体畸变。
分析表中数据可知,组①控制这两对性状的基因位于_________染色体上,组①中的F1表型及比例为_________,组①中的F1产生配子的基因组成有_________。
(3)用测交的方法检验组②的F1中的抗螟非糯性植株的基因型,请用遗传图解表示_________。
(4)上表中组①的F2抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状),请简要分析可能的原因_________。
【答案】(1) DNA和组蛋白 DNA序列/脱氧核苷酸序列
(2) 非同源(两对) 抗螟非糯性∶不抗螟非糯性=1∶1 AB、Ab、aB、ab
(3)
(4)选取的亲本是抗稻瘟病纯合子;抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上
【分析】DNA和蛋白质紧密结合成染色质。染色质是极细的丝状物,因容易被碱性染料染成深色而得名。细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂即将结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在新形成的细胞核里。因此,染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
【详解】(1)染色体是由DNA和蛋白质组成,若抗螟虫基因整合到水稻的某一染色体上,该染色体就增加了抗螟虫基因,碱基序列发生改变,所以要确定抗螟虫基因是否已整合到水稻的某一染色体上,方法之一是测定该染色体的碱基排列顺序。
(2)组①的F2比例为抗螟非糯性:抗螟糯性:不抗螟非糯性:不抗螟糯性=9:3:15:5,总比例为32,符合两对基因独立分配的预期。计算可得抗螟:不抗螟=12:20=3:5,非糯性:糯性=24:8=3:1。这表明抗螟基因A和糯性基因B独立遗传。亲本甲为抗螟非糯性,基因型为AaBB(抗螟基因杂合,非糯性基因纯合),与不抗螟糯性(aabb)杂交,F1为AaBb和aaBb,表现型为抗螟非糯性和不抗螟非糯性,比例1:1。F1植株产生配子时,由于基因独立分配,AaBb产生AB、Ab、aB、ab四种配子,aaBb产生aB、ab两种配子,因此总体有AB、Ab、aB、ab四种配子类型。
(3)组②的F2比例为抗螟非糯性:不抗螟非糯性:不抗螟糯性=3:3:2,缺少抗螟糯性,表明抗螟基因A与非糯性基因B连锁。亲本乙为抗螟非糯性,基因型为AaBB(A与B连锁),与不抗螟糯性(aabb)杂交,F1中抗螟非糯性植株基因型为AaBb。通过测交,如果基因连锁且无重组,后代应出现抗螟非糯性和不抗螟糯性1:1的比例。
(4)转基因水稻是将抗螟基因转入非糯性抗稻瘟病水稻中,因此抗螟基因可能被整合到抗稻瘟病基因所在的染色体上。在组①的杂交中,抗螟基因与抗稻瘟病基因紧密连锁,使得在遗传过程中两者共同分离,因此F2中所有抗螟植株均携带抗稻瘟病基因,表现抗稻瘟病性状。
4.(2025·浙江·名校新高考一模)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物,是由白菜(2n=20)与甘蓝(2n=18)杂交后经过自然加倍筛选获得的异源四倍体;甘蓝型油菜具有两性花,人工去雄杂交耗时费力。我国学者自主研发的品系1和品系2油菜雄性不育系(不考虑突变)为杂交育种提供了便利,相关杂交实验结果如下:
请回答下列问题:
(1)甘蓝型油菜形成过程中染色体自然加倍的核心机制是___________。取甘蓝型油菜根尖分生区细胞制片观察,可观察到处于分裂前期的细胞中含有___________个四分体。
(2)品系1的雄性不育性状由___________(填“显性”或“隐性”)基因控制,依据是___________;杂交一的F2自由交配得到的后代中雄性不育个体占___________。
(3)杂交二F2表型与杂交一F2表型比例不同的原因___________。
(4)经研究发现育性性状由3对基因(A/a、B/b、C/c)决定,且控制品系1与品系2的不育基因不同。科研人员利用品系1培育出育性正常的保持系(AaBBCC),即品系1与保持系杂交,后代中既有雄性不育系又有保持系。据此推测可利用品系2培育出的保持系基因型有___________,其中与品系2杂交后代雄性不育系占比最大的基因型是___________,请写出该遗传图解___________。
【答案】(1) 外界条件(低温)抑制了纺锤体的形成 0
(2) 隐性 品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常或者F1育性正常自交后代出现了雄性不育 1/6
(3)杂交二中控制育性的两对位于非同源染色体上的基因,发生了自由组合
(4) AABbCC、AABBcc、AABbCc AABbCc 遗传图解:
【分析】品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常或者F1育性正常自交后代出现了雄性不育,可判断品系1的雄性不育性状由隐性基因控制。杂交二品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常,F1育性正常自交,后代中育性正常:雄性不育≈9:7,可说明杂交二中控制育性的两对位于非同源染色体上的基因,发生了自由组合。
【详解】(1)甘蓝型油菜形成过程中染色体自然加倍的核心机制是外界条件(低温)抑制了纺锤体的形成。取甘蓝型油菜根尖分生区细胞进行有丝分裂,分裂前期同源染色体不会联会,形成0个四分体。
(2)品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常或者F1育性正常自交后代出现了雄性不育,可判断品系1的雄性不育性状由隐性基因控制。若杂交一中F2(1/4AA,2/4Aa,1/4aa)自由交配,其中1/4aa雄性不育,进行自由交配时,F2的雌配子及比例是A:a=1:1,F2的雄配子及比例是A:a=2:1,所以,再自由交配一代,后代中aa的比例为1/2×1/3=1/6,得到的后代中雄性不育个体占1/6。
(3)杂交二品系1(雄性不育)与育性正常杂交,F1表型全为育性正常,F1育性正常自交,后代中育性正常:雄性不育≈9:7,可说明杂交二中控制育性的两对位于非同源染色体上的基因,发生了自由组合,杂交二F2表型与杂交一F2表型比例不同。
(4)品系1培育出育性正常的保持系(AaBBCC),控制品系1与品系2的不育基因不同,可判断品系2的雄性不育基因是b或c,品系2培育出的保持系基因型有AABbCC、AABBcc、AABbCc,与品系2杂交后代雄性不育系占比最大的基因型是AABbCc,遗传图解如下:
。
5.(2025·浙江·精诚联盟一模)拟南芥()是研究遗传规律和基因的功能及定位的常用模式生物。科研人员用农杆菌(T-DNA中插入植物细胞中特异性表达的潮霉素抗性基因)感染拟南芥的方法,该片段插入某个基因片段常易导致原有基因的失活,现通过该方法将位于2号染色体上的高茎基因A变为矮茎基因a。有节律和无节律这一对相对性状分别由另一对基因B、b控制,暂不知该基因所在的染色体位置。已知花粉中A基因功能的缺失会造成其不育,基因型为bb的个体致死。回答下列问题:
(1)上述a基因的形成是碱基对的____而引起的隐性突变,该基因与原来的野生型基因互为一对____基因。
(2)以Aa植株为____(填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,中潮霉素抗性植株的占比为0;则进行反交产生的中潮霉素抗性植株的占比为____。
(3)若将另一个高茎A基因插入Aa植株的3号染色体中,仅考虑基因A和a,该植株自交产生的后代个体中不含基因a的个体占____。
(4)为了进一步确定B/b基因与A/a基因是否连锁,选用基因型为AaBB和AABb的植株作为亲本,对基因型为____的植株进行去雄后杂交,在植株中筛选出基因型为____的植株进行自交得到,不考虑新的基因突变和染色体畸变。
①若植株中纯合子占比为____,则两对基因不连锁。
②若植株中纯合子占比为____,则两对基因连锁,且无交叉互换。
③若植株中纯合子占比介于上述二个结果之间,则两对基因连锁,且有交叉互换。
用遗传图解的棋盘法表示出结果①从到的遗传过程(注:只需展示可育配子的受精结果)____。
【答案】(1) 增添/插入 等位
(2) 父本 1/2/50%
(3)1/3
(4) AaBB AaBb 1/6 0/零
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)据题意可知基因a、b的形成均因T-DNA的插入即发生碱基对的增添引起的基因结构变化,与原基因互为一对等位基因。
(2)潮霉素抗性基因位于T-DNA中,相当于与基因a连锁,因花粉中A基因功能的缺失会造成其不育,故Aa作为父本时产生的含基因a的花粉将不育,F₁也不会出现潮霉素抗性;若进行反交,则母本产生配子有A和a(兼有潮霉素抗性基因)和父本产生的配子A受精,F₁中含有潮霉素抗性植株即基因型Aa的个体占1/2。
(3)据题意,另一个A基因插入1条3号染色体上,则该植株(AaA0)经自由组合可产生的4种等比例花粉,分别是AA、A0、Aa和a0,但a0不育,而雌配子有4种,分别是AA、A0、Aa和a0,自交产生的下一代中不含a基因的个体为2/3×1/2=1/3。
(4)据题意,为了确定A/a与B/b是否连锁,结合题干中的A基因缺失的花粉不育和bb致死,现在的二个亲本植株,应选择含a基因的AaBB植株作为母本,确保a基因能遗传到F₁,然后选择F₁中基因型为AaBb的植株进行自交。
①若两对基因不连锁,则F₁产生的可育花粉为AB:Ab=1:1,产生的卵细胞为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,且bb致死,故F₂得到的纯合子只有AABB,占1/6。
②若两对基因连锁,则F₁产生的可育花粉为Ab,产生的卵细胞为Ab:aB=1:1,且bb致死,故F₂的基因型全为AaBb,无纯合子。
由①可知,遗传图解如下:
6.(25-26高三上·浙江·金丽衢一模)家蚕性别决定方式为ZW型,卵色黑(A2)对白(a2)为显性。黑卵纯系与白卵纯系杂交,F2中黑卵:白卵≈3∶1。(说明:不考虑表观遗传、交叉互换和基因突变)回答下列问题:
(1)白卵基因突变成黑卵基因属于_____(显性/隐性)突变,将_____导入白卵纯系,通过观察表型可验证该判断。若要判断a2位于常染色体还是性染色体,还需在各代家蚕的蛹期或成虫期进行_____鉴定。
(2)后续实验确认a2位于常染色体上,另发现a2的非等位基因a3的纯合子也表现为白卵,故取基因型为A2A2a3a3和a2a2A3A3的白卵个体杂交。若F2中黑卵:白卵≈9∶7,则a2和a3位于_____;若结果为_____,则a2和a3位于同一染色体上的不同位置。
(3)确定a2和a3位于10号染色体上后,为了在卵期通过颜色筛选产丝量更高的品种,用射线反复处理(2)中的F1,选育出黑卵新品种,其相关基因在染色体上的座位如图1所示,该育种方式为_____。
新品种在减数分裂时,染色体按图2中的方式2分配,即Z染色体和正常的10号染色体位于赤道面的一侧,而复合的W-10染色体位于另一侧。与基因型为A2A2a3a3的个体杂交后,子代的表现型和比例为_____。与方式2相比,方式1和方式3的染色体分配方式会造成配子或个体致死,这种变异类型属于染色体数目变异中的_____。
(4)A2内部发生了数千碱基对的缺失,致使其_____的产物因结构不完整而无法转运色素;A3则是在编码区的一个_____中插入了一小段DNA,该变化虽未直接改变外显子序列,但干扰了基因的转录和mRNA的加工,最终使色素无法合成。A2和A3共同控制卵色,说明了基因与性状的关系为_____。
【答案】(1) 显性 黑卵基因(A2) 性别
(2) 非同源染色体 黑卵家蚕:白卵家蚕=1:1
(3) 诱变育种 黑卵雄蚕:白卵雌蚕=1:1 非整倍体变异
(4) 表达 内含子 基因通过控制蛋白质的合成来体现性状,多对基因控制一对性状
【分析】ZW型性别决定是生物性别决定的重要方式之一,雄性:体细胞含两条相同的性染色体,记为ZZ(同配性别),只能产生一种配子 —— 均含Z染色体; 雌性:体细胞含两条不同的性染色体,记为ZW(异配性别),能产生两种配子 —— 一种含Z染色体,一种含W染色体。
【详解】(1)白卵纯系(a2a2)突变为黑卵(A2_),突变后性状(黑卵)为显性,故白卵基因(a2)突变成黑卵基因(A2)属于显性突变。验证思路:将 A2基因(黑卵基因) 导入白卵纯系(a2a2),若子代表现为黑卵,则证明A2为显性基因,突变类型为显性突变。要判断a2位于常染色体还是性染色体(Z/W),需对比雌雄个体的表型比例。由于家蚕卵期无法区分性别,需在蛹期或成虫期进行性别鉴定,统计不同性别个体的卵色表型,进而判断基因位置。
(2)基因型为 A2A2a3a3(白卵)和 a2a2A3A3(白卵)杂交,F1基因型为 A2a2A3a3(黑卵,因 A2和 A3需同时存在才表现黑卵)。若 F2中黑卵(A2_A3_):白卵(A2_a3a3、a2a2A3_、a2a2a3a3)≈9:7(9:3:3:1 的变式),说明 A2/a2与 A3/a3遵循自由组合定律,故 a2和 a3位于非同源染色体上。 同源染色体的判断:若 a2和 a3位于同一染色体上(A2与 a3连锁,a2与 A3连锁,因F1的染色体来自亲本:A2a3和 a2A3),F1产生的配子为 A2a3和 a2A3(无交叉互换),F2基因型及比例为 A2A2a3a3(白卵):A2a2A3a3(黑卵):a2a2A3A3(白卵)=1:2:1,故表型比例为 黑卵:白卵≈1:1。
(3)用射线处理F1,选育出黑卵新品种(图1显示10号染色体与W染色体融合为复合染色体),该育种方式为 诱变育种(射线属于物理诱变因素,可诱导基因突变或染色体结构 / 数目变异)。新品种的染色体组成:含复合染色体W-10、正常10号染色体、Z 染色体。减数分裂按方式分配:产生两种配子 :Za2A3、WA2。与基因型为A2A2a3a3(白卵,产生配子为ZA2a3)杂交,后代基因型为ZZa2a2A2A3(黑卵雄性)、 ZWA2A2a3(白卵雌性),表现型和比例为黑卵雄蚕:白卵雌蚕=1:1。方式1和方式3导致染色体分配异常(配子或个体致死),本质是配子中染色体数目增减(如缺少10号染色体或多一条复合染色体),属于染色体数目变异中的非整倍体变异(个别染色体数目增减,而非整套染色体增减)。
(4)A2内部缺失数千碱基对,导致其转录和翻译(或表达) 的产物结构不完整,无法转运色素。 A3在编码区的内含子中插入DNA(内含子不编码氨基酸,故未改变外显子序列),但干扰转录和mRNA 加工(如剪切异常),导致色素无法合成。 A2和 A3共同控制卵色(需同时存在才表现黑卵),说明基因通过控制蛋白质的合成来体现性状,多对基因控制一对性状。
7.(2025·浙江·金华一模)某植物(2n)的雄性育性由两对等位基因A/a和B/b控制,其中A对a为完全显性,B基因的存在会抑制不育基因的表达。现有甲(雄性不育)、乙(雄性可育)两个品系,研究人员进行了如下实验:
实验一:甲与乙杂交,F1个体全部表现为雄性可育;
实验二:将实验一所得F1自交,单株收获种子,种植并统计F2表型。统计发现,约有一半的F1单株自交得到的F2全部表现为雄性可育;其余一半的F1单株自交得到的F2中表现为雄性可育:雄性不育=13:3。
注:雄性不育植株无法产生雄配子
回答下列问题:
(1)该植物雄性育性的遗传遵循______定律,A/a和B/b中控制雄性不育性状的基因是_______。
(2)亲代甲、乙的基因型分别为_______和______。
(3)在F2的可育植株中,纯合子所占的比例为______,F2植株产生的A与a雄配子的比例为______。
(4)现有雄性可育植株若干,以此为材料通过一次杂交实验选育出雄性不育的子代,为使得F1中雄性不育植株比例最高,请选择合适的材料为亲本并用遗传图解表示其杂交过程______。
(5)为探究该植物雄性不育的机制,对A/a和B/b基因转录的模板链进行序列分析,结果如图所示。据图分析,产生b基因和A基因的突变类型分别_______、_______;请推测该植物的雄性不育植株不能形成可育花粉的分子机理是_______。
【答案】(1) 自由组合 A
(2) Aabb aaBB
(3) 11/29 6:23
(4)遗传图解:
(5) 碱基对的缺失 碱基对的替换 基因型为Aabb的植株,A基因转录形成的mRNA中终止密码子提前出现,导致合成的蛋白质结构异常,b基因控制合成的调控蛋白结构异常,无法抑制A基因的表达
【分析】自由组合定律的主要内容是:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】(1)由题意可知,F₂出现 13:3 的比例,这是 9:3:3:1 的变式,说明两对基因独立遗传,遵循自由组合定律,B 基因抑制不育基因的表达,所以不育性状主要由 A/a 控制,由其余一半的F1单株自交得到的F2中表现为雄性可育:雄性不育=13:3,可知aabb为可育,控制雄性不育性状的基因是A。
(2)F1全部可育,说明B基因抑制了A 的不育效应。F1自交后,一半的F1单株自交得到的F2中出现13:3 的比例,说明这一半 F1是双杂合子(AaBb)。一半的F1单株自交得到的F2全部表现为雄性可育,则这一半F1要么同时存在A和B,要么不存在A,又因它和AaBb比例约为1:1,故推测这一半F1的基因型为aaBb,所以甲是 Aabb。乙是 aaBB。
(3)F1为1/2AaBb、1/2aaBb,1/2AaBb自交产生的后代为1/16AABB、2/16AaBB、2/16AABb、1/16aaBB、2/16aaBb、4/16AaBb、1/16aabb、1/16AAbb、2/16Aabb;1/2aaBb产生的后代均可育,为1/4aaBB、1/2aaBb、1/4aabb,综上,可育植株为1/2+1/2×13/16=29/32,纯合子所占的比例为1/2×1/2+1/2×3/16=11/32,因此,在F2的可育植株中,纯合子所占的比例为11/32:29/32=11/29,F2植株中AAbb和Aabb表现为雄性不育,AABB、AaBB、AABb、AaBb可以产生A雄配子,为1/2×1/16+1/2×2/16×1/2+1/2×2/16+1/2×1/4×1/2=6/32,2/16AaBB、1/16aaBB、2/16aaBb、4/16AaBb、1/16aabb、1/16AAbb和1/4aaBB、1/2aaBb、1/4aabb均能产生a配子,其概率为1/2×(2/16×1/2+1/16×1/2+2/16×1/2+1/4×1/2+1/16×1/2)+1/2=23/32,因此,F2植株产生的A与a雄配子的比例为6/32:23/32=6:23。
(4)若通过若干雄性可育植株育出雄性不育的子代,且使F1中雄性不育植株比例最高,则亲本的选择应为AABb(可育)和aabb(雄性可育),遗传图解如下:,此时,雄性不育(Aabb)占1/2。
(5)分析题图,比较A与a、B与b的碱基序列,b基因的突变类型为碱基对的缺失,A基因的突变类型为碱基对的替换;B基因的存在会抑制不育基因的表达,推测A基因转录形成的mRNA中终止密码子提前出现,导致合成的蛋白质结构异常,而b基因控制合成的调控蛋白结构异常,无法抑制A基因的表达,因此,该植物的雄性不育植株不能形成可育花粉。
8.(25-26高三上·浙江·浙南联盟一模)甲病、乙病是两种单基因遗传病,分别受A/a、D/d控制。研究人员通过调查得到了某家族的遗传系谱图和部分成员基因测序结果如图所示。其中Ⅰ1无乙病致病基因,家系中无突变发生,请据图分析并回答下列问题:
(1)据图分析,下列与甲病的遗传方式相同的是________。
A.红绿色盲 B.苯丙酮尿症
C.先天愚型 D.猫叫综合征
(2)只考虑甲病和乙病相关基因,Ⅱ2与Ⅰ2基因型相同的概率是________,体细胞中最多有________个致病基因。
(3)已知正常人群中,甲病携带者占1/3且含甲病基因的雄配子50%无受精能力。若Ⅲ1与人群中正常男性结婚,生育一个患甲病男孩的概率是________。
(4)研究发现乙病是编码F蛋白的基因中不稳定的核苷酸序列CGG重复过度扩增所致,该病出现的变异类型是________。CGG重复过度扩增导致基因编码蛋白质氨基酸数量减少或无法表达,原因可能是________。
(5)通过________和产前诊断可对遗传病进行预防和检测,上述两种遗传病可通过________技术进行产前诊断。
【答案】(1)B
(2) 1/2 4
(3)1/18
(4) 基因突变 碱基的插入可能导致转录出的mRNA终止密码子提前甚至不能编码相应的蛋白/突变基因发生甲基化修饰,抑制转录过程等
(5) 遗传咨询 羊膜腔穿刺或绒毛细胞检查
【分析】分析遗传系谱图:Ⅱ1和Ⅱ2正常,但是有一个患甲病的女儿,符合“无中生有为隐性”的特点,即甲病为隐性遗传病,又因为女儿患病,父亲正常,所以甲病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ1和Ⅰ2正常,但是有患乙病的儿子Ⅱ3,所以乙病为隐性遗传,又因为Ⅰ1无乙病致病基因,所以乙病为伴X染色体隐性遗传病。
【详解】(1)首先分析甲病的遗传方式:Ⅱ1正常,Ⅱ2正常,Ⅲ1患甲病,可判断甲病为常染色体隐性遗传病。红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病;苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病;先天愚型是染色体数目异常遗传病;猫叫综合征是染色体结构异常遗传病。所以与甲病遗传方式相同的是苯丙酮尿症,B正确,ACD错误。
故选B。
(2)分析乙病:Ⅰ1无乙病致病基因,Ⅰ2正常,Ⅱ3患乙病,可判断乙病为伴X染色体隐性遗传病。Ⅰ2表现为双峰,为杂合子,则Ⅰ2的基因型为 AaXDXd。Ⅱ2正常,其女儿Ⅲ1患甲病,则其对于甲病基因型为Aa,与Ⅰ2的基因型相同。对于乙病,Ⅰ1基因型为XDY,I2的基因型XDXd,则Ⅱ2基因型为XDXd的概率为1/2,因此,只考虑甲病和乙病相关基因,Ⅱ2与I2基因型相同的概率是1/2。Ⅱ2的基因型为AaXDXD或AaXDXd,体细胞进行有丝分裂时,在分裂前期、中期、后期,致病基因最多,为4个。
(3)Ⅲ1患甲病,基因型为aa。正常人群中,甲病携带者(Aa)占1/3,AA占2/3,含甲病基因的雄配子(a)50% 无受精能力,因此Ⅲ1与人群中正常男性结婚,正常男性只有是Aa才会产生a配子,Aa概率为1/3,A:a=1/2:1/2×1/2=2/3:1/3,a概率为1/3,产生甲病男孩子概率=1/3×1/3×1/2=1/18。
(4)乙病是编码F蛋白的基因中不稳定的核苷酸序列CGG重复过度扩增所致,这种变异类型是基因突变。CGG重复过度扩增可能导致转录出的mRNA中提前出现终止密码子,使翻译提前终止,导致基因编码蛋白质氨基酸数量减少;也可能突变基因发生甲基化修饰,抑制转录过程等。
(5)通过遗传咨询和产前诊断可对遗传病进行预防和检测。上述两种遗传病(甲病为单基因遗传病,乙病为伴X染色体隐性遗传病,也属于单基因遗传病)可通过羊膜腔穿刺或绒毛细胞检查进行产前诊断
伴性遗传
考点2
1.(2025·浙江·北斗星联盟一模)图1表示甲遗传病(基因A、a)和乙遗传病(基因B、b)患者的家系系谱图,两对基因均不在Y上。已知家系中的个体均未发生突变,且的父母不携带乙病致病基因。为了解两种病的遗传特点,研究人员对两个家系部分个体两种病相关基因进行了电泳分析,但因图像缺损,仅保留了部分个体电泳结果如图2。下列叙述正确的是( )
A.甲病基因在常染色体上,乙病基因位置无法确定
B.和表型相同,基因型相同的概率为1
C.的致病基因来自的概率为
D.若与联姻,生下的女儿患病概率为
【答案】D
【详解】A、由Ⅰ3(正常)和Ⅰ4(正常)生出II4患甲病可知甲为常染色体隐性遗传,又因为III2电泳图谱含有4个条带,且基因不在Y上,可确定乙病为常染色体隐性遗传,A错误;
B、II3的基因型为1/3AABB、2/3AaBB;III1的基因型为AaBB,故相同的概率为2/3,B错误;
C、III1的基因型为AaBB,a基因来自II2,II2的基因型为aaBb,故a基因既可以来自Ⅰ1,也可以来自Ⅰ2,C错误;
D、II1的基因型为1/3AABb、2/3AaBb;II4的基因型为aaBB,故生出女儿患病的概率为1/6aaBB+1/6aaBb=1/3,D正确。
故选D。
2.(2025·浙江·县域教研一模)某家系甲病和乙病的系谱图如图所示。已知两病独立遗传,各由一对等位基因控制,且基因不位于Y染色体。某地甲病在人群中的发病率约为1/1600,乙病在男性中的发病率约为1/3500,下列叙述错误的是( )
A.若不考虑变异,Ⅲ5的一个次级精母细胞中一定含有两个甲病的致病基因
B.用乙病致病基因设计DNA探针,对Ⅱ4个体进行核酸分子杂交可确定乙病的遗传方式
C.若乙病为伴X染色体显性遗传病,人群中女性杂合子的概率约为1/3500
D.若乙病为常染色体显性遗传病,Ⅲ3个体与表型正常的男子结婚,后代患两种病的概率为2/369
【答案】B
【详解】A、由系谱图可知,Ⅱ1、Ⅱ2不患甲病,却生了一个患甲病的女儿Ⅲ1,因此甲病为常染色体隐性遗传病(A、a),Ⅲ5患甲病,基因型为aa,减数第一次分裂后期,同源染色体分离,减数第二次分裂时期,每条染色体上含有两条染色单体(前期和中期),或姐妹染色单体分开后,形成两条染色体,但均含有两个甲病的致病基因,A正确;
B、Ⅱ4乙病相关基因型为Bb(常显)或XBY(伴X显),B是致病基因,应用乙的正常基因设计DNA探针才能确定乙病遗传方式,B错误;
C、若乙病为伴X染色体显性遗传病,男性中乙病发病率为1/3500,则XB=1/3500,Xb=3499/3500,则人群中女性杂合子占比=2×1/3500×3499/3500÷2≈1/3500,C正确;
D、Ⅲ3甲病相关基因型:1/3AA或2/3Aa,甲病在人群中的发病率约为1/1600,即a为1/40,A为39/40,AA为39/40×39/40、Aa为2×1/40×39/40,AA:Aa=2:39,因此表型正常的男子甲病相关基因型:Aa/(AA+Aa)=2/41,后代患甲病概率=1/123,若乙病为常染色体显性遗传病,Ⅲ3乙病相关基因型,1/3BB或2/3Bb,表型正常的男子乙病相关基因型:bb,则后代患两病概率=(1/123)×(2/3)=2/369,D正确。
故选B。
3.(25-26高三上·浙江·强基联盟一模)遗传病甲由一对等位基因控制,遗传病乙由另一对等位基因控制,两对等位基因独立遗传且不位于Y染色体上,已知遗传病乙为隐性遗传病,现有某家族系谱图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.乙病的致病基因可能位于常染色体或X染色体上
B.若只考虑甲病,III2的基因型与I2相同的概率为50%
C.III5为两种遗传病的致病基因携带者的概率为1/8
D.III3与正常男性婚配育有两病皆患的儿子,其女儿正常的概率为9/16
【答案】D
【详解】A、由II3、II4、III4可知,甲病为隐性遗传病,且II3不患病,因此甲病为常染色体隐性遗传病,且III4为乙病患者,II3不患病,由题干可知乙病为隐性遗传病,因此乙病为常染色体隐性遗传病,A错误;
B、假设甲病由A/a基因控制,由于II2基因型为aa,因此I2基因型一定为Aa,III2基因型也一定是Aa,III2的基因型与I2相同的概率为100%,B错误;
C、假设乙病是由B/b基因控制,II3基因型为AaBb,II4基因型为Aabb,因此III5基因型为AaBb的概率为1/2×1/2=1/4,C 错误;
D、III3基因型为A_Bb与正常男性婚配育有两病皆患的儿子,因此正常男性和Ⅲ3的基因型为AaBb,其女儿正常,即基因型为A_B_ 的概率为3/4×3/4=9/16,D 正确。
故选D。
4.(25-26高三上·浙江·金丽衢一模)一对健康夫妇育有一个患单基因遗传病的儿子,现母亲再次怀孕,需对胎儿进行基因诊断。P为正常基因,p为致病基因,均不在Y染色体上,其两侧的M酶切位点及DNA探针结合位置如图1所示。检测人员提取了该家庭成员的DNA,利用M酶进行酶切,经电泳分离后,使用探针进行Southern印迹杂交并进行显影,结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.该病可能是X染色体上的隐性遗传病
B.该夫妇再生育一个正常的孩子,条带为23kb/23kb的概率是2/3
C.胎儿的表现型正常,与母亲基因型相同的概率为1/2
D.改用结合位置位于基因内部的DNA探针,则胎儿条带的数量和位置不变
【答案】C
【详解】A、父亲和母亲均表型正常,儿子患单基因遗传病,说明该病是隐性遗传病,儿子个体体内含有两条23Kb的DNA条带,都是p基因;父亲个体体内含有一条23Kb的DNA条带,一条19Kb的DNA条带,表示的是P基因和p基因,因此该病是常染色体隐性遗传病,A错误;
B、儿子个体体内含有两条23Kb的DNA条带,都是p基因;父亲个体体内含有一条23Kb的DNA条带,一条19Kb的DNA条带,说明父亲的23Kb条带为p基因,19Kb条带为P基因,该病为常染色体隐性遗传病,父母基因型均为Pp,则再生育一个正常的孩子,孩子条带有两种类型,分别是19Kb/23Kb、23Kb/23Kb,比例是1:1,在23Kb/23Kb中,有一半是患病的,因此该夫妇再生育一个正常的孩子,条带为23kb/23kb的概率是1/2,B错误;
C、图示胎儿的表现型正常,19Kb条带来自父亲,该条带为P基因,23Kb条带来自母亲,可能是P或p基因,母亲基因型为Pp,因此与母亲基因型相同的概率为1/2,C正确;
D、若改用结合位置位于基因内部的DNA探针,则P基因条带和p基因条带存在差异,若胎儿是纯合子,则只有一个条带,否则有两个条带,D错误。
故选C。
5.(25-26高三上·浙江丽水·一模)先天性聋哑受A/a、B/b等多对基因控制,其中任意一对基因突变均可导致该病发生。下图1为某先天性聋哑患者家系图,下图2为该家系部分成员相关基因的检测结果。已知相关基因都不在X、Y同源区段且不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病
B.A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上
C.若相应基因都位于常染色体上,则Ⅱ-2的基因型为aaBB
D.Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病,Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8
【答案】C
【详解】A、由图2可知,Ⅰ-1含有A、a、B基因,Ⅰ-2含有A/a/B/b基因,Ⅱ-1含有A、B基因,且不患病,Ⅱ-3只含有a基因,Ⅱ-4含有B基因,根据遗传系谱图的患病情况,推测致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病,A正确;
B、因为Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,女儿Ⅱ-3患病,儿子Ⅱ-2患病,所以该遗传病为隐性遗传病。又因为Ⅰ-1含A、a、B基因,Ⅰ-2含A、a、B和b基因,所以A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上,B正确;
C、如果A/a和B/b基因均位于常染色体上,则I-1基因型为AaBB,I-2基因型为AaBb,Ⅱ-2患病,其基因型应为aaBB或aaBb,C错误;
D、Ⅱ-1不含有a、b致病基因,Ⅱ-2基因型为aaBB(或AAbb),所以Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病;Ⅱ-3基因型为aaBB(或AAbb),Ⅱ-4基因型为Aabb(或aaBb),分情况讨论:若Ⅱ-3为aaBB,Ⅱ-4为Aabb,后代患病概率为1/2;若Ⅱ-3为AAbb,Ⅱ-4为aaBb,后代患病概率为1/2;若Ⅱ-3为aaBB,Ⅱ-4为AaBb,后代患病概率为1 - 3/4×1/2 = 5/8;若Ⅱ-3为AAbb,Ⅱ-4为AaBb,后代患病概率也为5/8,故Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8,D正确。
故选C。
6.(2025·浙江·金华一模)甲病由常染色体上的复等位基因A1、A2、a控制,其显隐性大小关系为A1>A2>a,乙病由基因B、b控制。图1是甲病与乙病的遗传系谱图,图2是部分成员关于甲病相关基因的电泳图,I-2不含乙病致病基因。下列叙述错误的是( )
A.若Ⅱ-4的电泳结果仅有一种条带,则Ⅱ-4一定患甲病
B.只考虑乙病,Ⅲ-1的致病基因来自于I-1,I-3或I-4
C.Ⅲ-1同时患两种遗传病的概率为5/16
D.Ⅱ-1与I-1基因型相同的概率为1/4
【答案】C
【详解】A、Ⅰ-3、Ⅰ-4为两种不同类型的杂合子,均表现为患甲病,因而推测,甲病的致病基因为A1,条带1为A1。由于A2与a相对A1均为隐性,两者无需区分,为方便后续分析,假定条带2、3分别为A2、a。则Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型可表示为A1a、A1A2,据此可知,若Ⅱ-4的电泳结果仅有一种条带,则其基因型为A1A1,一定患甲病,A正确;
B、根据Ⅰ-1和Ⅰ-2不患病,Ⅱ-2为患乙病男性,可推知乙病为隐性遗传病,又因Ⅰ-2不携带乙病致病基因,所以乙病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传,则Ⅲ-1(为女性)的致病基因直接来自于Ⅱ-2和Ⅱ-3,而Ⅱ-2的致病基因只能来自I-1,不可能来自Ⅰ-2;Ⅱ-3的致病基因来自I-3和I-4,故Ⅲ-1的致病基因来自于I-1,I-3或I-4,B正确;
C、Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型可表示为1/2aaXbY或1/2A2aXbY、1/3A1A2XbXb或1/3A1A1XbXb或1/3A1aXbXb,则二人婚配,生出患甲病孩子的概率为1/3+1/3×1/2×2=2/3,二者生出患乙病孩子的概率为1,可见Ⅲ-1同时患两种遗传病的概率为2/3,C错误;
D、Ⅱ-1关于乙病的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb,I-1关于乙病的基因型为XBXb;I-1关于甲病的基因型为A2a,Ⅱ-1关于甲病的基因型为1/2aa或1/2A2a,因此Ⅱ-1与I-1基因型相同的概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
故选C。
7.(2025·浙江·北斗星联盟一模)某XY性别决定哺乳动物,其毛色性状由多对等位基因控制,斑纹颜色由等位基因A/a基因控制,只含A基因表现为黑斑,只含a基因表现为白斑,同时含有A和a基因的个体表现为黑白斑;B基因控制色素的合成关键酶,无B基因表现为白化个体。用一只白化的雄性与多只纯合的黑斑雌性杂交获得F₁,F₁随机交配得到F₂,F₂表型如表所示。基因均不位于Y染色体上。
表型
黑斑雌性
黑白斑雌性
白化雌性
黑斑雄性
白斑雄性
白化雄性
F₂
60
59
39
58
61
42
回答下列问题:
(1)黑白斑个体同时含有A基因和a基因,其显性现象的表现形式为_____,控制色素合成关键酶的基因位于_____染色体上。F₂雌性中,出现了黑斑、黑白斑和白化不同表型的个体,这是 _____ 的结果。
(2)下列关于F₁雌性个体减数分裂过程中细胞上述基因组成的叙述,正确的有_____
A.初级卵母细胞中至少存在四个隐性基因
B.极体中一定存在一个或两个白化基因
C.F₁雌性个体的卵细胞有四种可能的基因型
D.次级卵母细胞中斑纹颜色基因与X染色体数目相同
(3)若将F₂黑白斑个体与亲本进行回交,则子代中黑白斑雌性个体所占的比例为 _____ 。写出F₁雌雄个体相互交配获得白化子代的遗传图解_____(只需写出形成F₂白化个体相关的部分)。
(4)若F₁中出现了一个非白化的三体雄性,为了确定B和b基因与三体染色体的关系,进行相关研究。让该三体雄性进行测交,并预测结果和结论
①若子代表型中非白化:白化的比例为1:1,则B/b基因 _____ ;
②若子代表型中非白化:白化的比例为_____ ,则B/b基因位于三体相应的染色体上。
【答案】(1) 共显性 常 等位基因分离和非等位基因自由组合
(2)AC
(3) 1/6
(4) 不在三体相应染色体上 5:1
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同是,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)同时含A和a基因的个体表现为黑白斑(既不表现A的黑斑,也不表现a的白斑,而是两者共存),符合共显性的定义—等位基因同时表达,共同决定表型。F2中白化个体(无B基因)在雌雄中的比例接近(雌性39、雄性42),无性别差异;若位于X染色体,雌雄白化比例会显著不同,故B/b基因在常染色体上。A/a基因(结合F2雌雄表型差异,推测位于X染色体:雌性有黑斑、黑白斑,雄性有黑斑、白斑,符合X染色体遗传的性别差异)与常染色体上的B/b基因遵循自由组合定律。F1减数分裂时,B/b等位基因分离、A/a等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,导致F2雌性出现不同表型。
(2)A、F1雌性基因型BbXᴬXᵃ,初级卵母细胞经DNA复制后,隐性基因有b、b、Xa、Xa,共四个,A正确;
B、减数分裂时,B和b分离,若次级卵母细胞含B,则极体含b(1 个);若次级卵母细胞含b,则极体含B(0 个),B错误;
C、B/b与 XA/Xa自由组合,卵细胞基因型为BXA、BXa、bXA、bXa,共四种,C正确;
D、次级卵母细胞前期/中期,X染色体为1条(含2条染色单体),A/a基因有2个(复制后);后期X染色体为2条,A/a基因有 2 个(分离前),二者数目不一定相同,D错误。
故选AC。
(3)F2黑白斑雌性基因型为1/3BBXᴬXᵃ、2/3BbXᴬXᵃ,与亲本白化雄性(bbXᵃY)回交: 子代非白化(B_)概率:1/3×1+2/3×1/2=2/3; 子代雌性且为XᴬXᵃ(黑白斑)概率为1/4 ,故子代中黑白斑雌性个体所占的比例为2/3×1/4 = 1/6。F1雌雄个体相互交配获得白化子代的遗传图解如图:。
(4)若B/b不在三体染色体上,三体雄性(Bb)产生配子B:b=1:1,测交后代Bb(非白化):bb(白化)=1:1,故B/b不位于三体相应染色体上。②若B/b在三体染色体上,三体雄性(BBb)产生配子类型及比例为B:Bb:BB:b=2:2:1:1(减数分裂时三条染色体随机分配),测交后代中,含B的配子(B、Bb、BB)与b结合均为非白化(共2+2+1=5份),b配子与b结合为白化(1份),故比例为 5:1。
8.(25-26高三上·浙江台州·一模)小麦的三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别控制合成不同类型的麦谷蛋白,从而影响面筋强度。基因A、B1、B2、D1、D2的表达产物分别为甲、乙、丙、丁、戊,A/a基因与其余两对基因不在同一对同源染色体上,各基因之间表达相互不干扰。只含乙、丁蛋白的小麦面筋强度弱(弱筋小麦),只含甲、丙、戊蛋白的小麦面筋强度强(强筋小麦)。科研人员以3个纯合品种P1(AAB2B2D1D1)、P2(aaB1B1D2D2)、P3(aaB2B2D1D1)为亲本,进行育种实验。回答下列问题:
(1)经检测,A基因中插入一段碱基序列,突变形成a基因,导致a基因由于______破坏而不能转录。乙和丙只有第3号位氨基酸不同,推测B1基因发生______而突变为B2基因。三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制_______来控制生物体的性状。
(2)弱筋小麦的基因型是______。科研人员选择P2和P3作为亲本进行杂交育种,并依据弱筋小麦占F2的比例来确定B1/B2和D1/D2基因在染色体上的位置关系:①若弱筋小麦占F2的比例为_______,则两对基因位于两对同源染色体上;②若弱筋小麦占F2的比例为______,则两对基因位于一对同源染色体上且不发生交换。
(3)已确定B1/B2和D1/D2基因位于两对同源染色体上。为培育强筋小麦,科研人员选择______作为亲本进行杂交育种得到F1,F1自交得到F2。F2强筋小麦中不能稳定遗传的占比为______,可采用______(最简便的方法)使其纯合化。若采用单倍体育种技术可缩短育种年限,请以所选亲本杂交得到的F1为材料,补充完成以下育种流程图______。
【答案】(1) 启动子 碱基对替换 蛋白质的合成
(2) aaB1B1D1D1 1/16 0
(3) P1和P2 2/3 (连续)自交 花药(粉)离体培养、染色体加倍(秋水仙素处理)、1/8AAB2B2D2D2
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 适用条件:有性生殖的真核生物;细胞核内染色体上的基因;两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
【详解】(1)A基因插入碱基序列后,破坏了启动子(转录的起始调控序列),导致a基因无法启动转录。乙和丙仅1个氨基酸不同,说明B₁基因发生了单个碱基对的替换(若为插入 / 缺失会导致 “移码突变”,多个氨基酸改变)。基因通过控制麦谷蛋白(蛋白质)的合成,进而影响小麦面筋强度这一性状。
(2)弱筋小麦 “只含乙、丁蛋白”(乙是 B₁的产物,丁是 D₁的产物),需同时满足:无 A 基因(aa)、B₁纯合(B₁B₁)、D₁纯合(D₁D₁),故弱筋小麦的基因型为aaB1B1D1D1。P₂(aaB₁B₁D₂D₂)×P₃(aaB₂B₂D₁D₁)得 F₁(aaB₁B₂D₁D₂)。若 B₁/B₂、D₁/D₂位于两对同源染色体,F₁自交时,B₁B₁(1/4)×D₁D₁(1/4)=1/16,即弱筋(aaB₁B₁D₁D₁)占 F₂的 1/16。若两对基因位于一对同源染色体且不交换,F₁配子为 B₁D₂、B₂D₁,自交后代无 B₁B₁D₁D₁基因型,故弱筋比例为 0。
(3)强筋小麦基因型为 A_B₂B₂D₂D₂,选择 P₁(AAB₁B₁D₁D₁)×P₂(aaB₁B₁D₂D₂)(或结合 P₃)杂交,可得到 F₁(AaB₁B₂D₁D₂)。F₂强筋小麦(A_B₂B₂D₂D₂)中,杂合子(AaB₂B₂D₂D₂)占 2/3,纯合子(AAB₂B₂D₂D₂)占 1/3,故不能稳定遗传的占 2/3。连续自交可提高纯合子比例,是最简便的纯合化方法。单倍体育种流程为:F₁→花药离体培养获得单倍体→秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体加倍;F₁产生的 AB₂D₂配子占 1/8,加倍后得到 AAB₂B₂D₂D₂(强筋小麦),比例为1/8。
9.(25-26高三上·浙江·强基联盟一模)果蝇的翅形有正常翅和网状翅,体色有灰体和黄体,分别由等位基因A/a和B/b控制(A/a和B/b均不位于Y染色体上)。研究者进行了如下杂交实验,回答下列问题:
(1)果蝇的翅形中的隐性性状为_______;翅形和体色两对相对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,判断依据是________。
(2)实验①亲本的正常翅灰体的基因型是______;在实验①的F1正常翅灰体果蝇中♀:♂=_____,F1个体间随机交配,F2正常翅灰体雌果蝇中纯合子占________。
(3)实验②的F1中偶见一只网状翅果蝇,此果蝇形成的原因可能是_______(写出2种)。
(4)若去掉“A、a和B、b均不位于Y染色体上”这个条件,根据上述实验结果就无法推断控制翅形的基因是否位于X、Y染色体的同源区上,但可通过上述实验中的F1果蝇与其亲本回交来确定,那么,应选择实验_____(填“①”或“②”)的果蝇作为回交材料,若位于X、Y同源区段,则后代_____,请用遗传图解表示该过程(只考虑翅型基因)。
【答案】(1) 网状翅 遵循 控制翅形和体色的基因分别位于常染色体和X染色体上
(2) AAXBXb 2:1 1/7
(3)A基因突变为a、A基因所在的片段缺失、A基因所在染色体缺失
(4) ② 雌性均为网状翅,雄性均为正常翅 遗传图解如下
【分析】1、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、据图分析:实验①中,正常翅与网状翅杂交,后代全为正常翅,说明正常翅对网状翅为显性,灰体与灰体后代出现黄体,说明灰体对黄体为显性;实验②体色性状受性别控制,控制该性状的基因位于X染色体上,结合实验①②正反交结果可知,控制翅型基因位于常染色体上。
【详解】(1)实验①中,正常翅与网状翅杂交,后代全为正常翅,说明正常翅对网状翅为显性;实验②体色性状受性别控制,控制体色性状的基因位于X染色体上,结合实验①②正反交结果可知,控制翅型的基因位于常染色体上,因此果蝇正常翅和网状翅、灰体和黄体这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)实验①亲本的基因型为AAXBXb、aaXBY,F1雌果蝇为1/2AaXBXB、1/2AaXBXb,雄果蝇为1/2AaXBY、1/2AaXbY;故F1正常翅灰体果蝇中♀:♂=2:1;F1个体间随机交配,产生的F2为1AA、2Aa、1aa,另一对为1/2XBXB、1/2XBXb与1/2XBY、1/2XbY,产生的后代为3XBXB、4XBXb、1XbXb、6XBY、2XbY,在F2正常翅灰体雌果蝇群体(A_XBX-)中纯合子(AAXBXB)占1/3×3/7=1/7。
(3)实验②的亲本为aaXbXb、AAXBY,后代应该为Aa,若后代出现网状翅果蝇(aa),可能是由于基因突变(A突变为a)或染色体数目变异(A所在的染色体缺失一条)或染色体片段缺失(A所在的片段缺失)。
(4)实验②的杂交组合为网状翅(♀)×正常翅(♀)→正常翅(♀、♂),若为常染色体上,则网状翅(aa)×正常翅(AA)→正常翅(Aa),若为X、Y同源区段,则网状翅(XaXa)×正常翅(XAYA)→正常翅(XAXa、XaYA),选择实验②的果蝇作为回交材料,通过上述实验中的F1果蝇(正常翅雄果蝇XaYA)与其亲本(网状翅雌性XaXa)回交来确定,若为X、Y同源区段,则后代雌性为网状翅,雄性为正常翅。遗传图解如下:
10.(25-26高三上·浙江温州·一模)某昆虫的灰体和黑体、红眼和白眼、焦刚毛和直刚毛分别由等位基因B/b、E/e和N/n控制,相关基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,进行了一系列杂交实验,其结果如下表所示。
“注:表中F1为1对亲本的杂交后代”
杂交组合
P
F1
♀
♂
♀
♂
甲
灰体红眼
灰体红眼
3灰体红眼:1黑体红眼
3灰体红眼:1黑体红眼:3灰体白眼:1黑体白眼
乙
灰体焦刚毛
黑体直刚毛
1灰体直刚毛:1黑体直刚毛
1灰体焦刚毛:1黑体焦刚毛
丙
红眼直刚毛
白眼焦刚毛
4红眼直刚毛:4白眼焦刚毛:1红眼焦刚毛:1白眼直刚毛
4红眼直刚毛:4白眼焦刚毛:1红眼焦刚毛:1白眼直刚毛
回答下列问题:
(1)据表分析,黑体性状的遗传方式是______,判断的依据是______。
(2)乙组中的母本基因型为______,若F1雌雄个体随机交配,则产生的F2有______种表型,其中灰体直刚毛的比例为______。
(3)解释出现丙组F1的表型及比例的原因是______。
(4)为验证自由组合定律,应从杂交组合______的F1中选择合适个体进行一次杂交实验;用遗传图解加以说明:______。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 甲组亲本均为灰体,F1出现了黑体,且雌雄均为3:1
(2) BbXnXn 8 7/32
(3)丙组中母本XENXen在减数第一次分裂过程中发生了交叉互换,产生了四种配子XEN、Xen、XEn和XeN,且比例为4:4:1:1
(4) 乙 或
【分析】昆虫控制灰体和黑体的基因位于常染色体上,且灰体为显性;控制焦刚毛和直刚毛的基因位于X染色体上,且直刚毛为显性;控制红眼和白眼的基因位于X染色体上,且红眼为显性。
【详解】(1)据表可知,甲组亲本均为灰体,F1出现了黑体,且雌雄均为3:1,所以控制灰体和黑体的基因位于常染色体上,且灰体为显性。
(2)据表可知,乙组母本焦刚毛,父本直刚毛,F1全为雌性出现了全为直刚毛,雄性全为焦刚毛,所以控制焦刚毛和直刚毛的基因位于X染色体上,且直刚毛为显性;乙组中的母本表型为灰体焦刚毛,则基因型为BbXnXn,父本表型为黑体直刚毛,则基因型为bbXNY;F1雌性有1/2灰体直刚毛(BbXNXn)、1/2黑体直刚毛(bbXNXn),雄性有1/2灰体焦刚毛(BbXnY)、1/2黑体焦刚毛(bbXnY),随机交配,则产生的F2中雄性有灰体焦刚毛、黑体焦刚毛、灰体直刚毛和黑体直刚毛4种表型,雌性有灰体焦刚毛、黑体焦刚毛、灰体直刚毛和黑体直刚毛4种表型,共8种表型;F1灰体(Bb):黑体(bb)=1:1,产生配子:B=1/4,b=3/4,随机交配F2灰体=1/4×1/4+2×1/4×3/4=7/16;F1直刚毛(XNXn)×焦刚毛(XnY),F2中直刚毛:焦刚毛=1:1,所以F2中灰体直刚毛的比例为:7/16×1/2=7/32。
(3)丙组中母本XENXen在减数第一次分裂过程中发生了交叉互换,产生了四种配子XEN、Xen、XEn和XeN,且比例为4:4:1:1。
(4)控制灰体和黑体的基因位于常染色体上,控制焦刚毛和直刚毛和控制红眼和白眼的基因都位于X染色体上,为验证自由组合定律,应从杂交组合乙的F1中选择灰体直刚毛雌和黑体焦刚毛雄或者灰体直刚毛雌和灰体焦刚毛雄进行一次杂交实验。遗传图解如图:
或
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